為什麼石炭紀會出現身長接近3米的巨型蜈蚣?真是太可怕了?

我就是兔斯基


主流理論認為:自然選擇偏向體型大的動物

在穩定的環境中,自然選擇總是偏向體型龐大的動物。無論是在獲取食物,搶佔棲息地,抵禦天敵方面都會佔盡便宜,尤其是體型巨大的同類動物在交配上會獲得更多雌性的青睞。因此體型巨大的動物更容易留下更多後代,控制大體型這種基因就會保存下來,隨著時間的推移,這種基因比例就會越來越高,最後趨於穩定狀態。

柯普法則,動物都會隨著時間的推移逐漸變大,一直到生物大滅絕降臨,巨型動物滅絕,較小動物取而代之。恐龍等巨型史前動物都是這樣出現,也是這樣走向滅絕的。

還有一部分科學家將這種現象歸結為:更高的含氧量和氣候溫暖

含氧量高雖然不能刺激體型的增長,但是有助於支持動物更大的體型,尤其是對昆蟲等無脊椎動物。昆蟲只有氣管沒有肺,呼吸器官不發達,需要更高的含氧量才能提供給較大的身體供氧。在石炭紀,蟑螂有家貓那麼大,蜻蜓有海鷗那麼大。

溫暖溼潤的氣候適合植物生長,植物生長迅速,為動物提供了充分的食物來源,動物長期處於營養充足的情況之下,就會更加高效的表達基因。簡單的來說,即使基因相同,營養充足的動物會比營養不良的動物體型更加巨大。

總結:在史前因為自然選擇會留下體型較大的動物,而高濃度的氧氣和充足的食物能支持龐大的動物,長此以往,就會不斷出現大體型的動物。

然後瞭解一下問題中的石炭紀

石炭紀可以說是昆蟲和兩棲動物的時代,這個時代雨林遍地,高濃度的含氧量極大的促進生物進化和長大,下面為大家介紹幾種比較有名的石炭紀動物。

林蜥

最早的爬行動物之一,也是目前所能確認最早的爬行動物。在石炭紀它只能屈居巨型動物和節肢動物之下,靠靈巧和敏捷生存。

林蜥外表相當接近現代蜥蜴,它擁有銳利的牙齒,以早期的昆蟲為生,它們在巨型昆蟲年代來說是一種迷你物種。

巨脈蜻蜓

巨脈蜻蜓是“原蜻蜓目”的巨型昆蟲,從石炭紀時代滅絕的一種昆蟲,它與現在的蜻蜓有關聯。它的翅膀展開闊達75釐米,是石炭紀十大恐怖生物中最大的昆蟲物種,也是已知地球上曾出現最大的昆蟲物種,也是已知的地球上最大的飛行昆蟲物種,它主要以捕食昆蟲和小動物為生。

巨型蠍子

巨型蠍子是石炭紀的一種蠍子,體長超過一尺,由海蠍進化而來。後來因為氧氣不足而滅絕。食物主要是巨型蜘蛛.以巨型蜘蛛和節肢動物為食,它應該是先用尾刺將獵物刺死,然後再用巨大的鉗子將獵物撕碎。人類這種柔弱的身體,很難經受住它的奮力一夾

節胸蜈蚣和現在的蜈蚣千足蟲有一定的親戚關係,它的體長為0.3-2.6米之間,主要分佈在北美洲及蘇格蘭地區,它雖然叫做蜈蚣但是和蜈蚣的區別還是很大的。

希氏根齒魚

希氏根齒魚身體長度大約6-7米之間,體重超過2噸,它有著十分恐怖的牙齒,感覺和十大遠古最恐怖的動物中的旋齒鯊牙齒有一點類似,它在石炭紀十大恐怖生物中算是相當厲害的角色。


番茄炒蛋VS西紅柿炒蛋



恐龍出現之前,巨型昆蟲統治著世界。

當你抱怨喂蚊子咬時,要感謝今天的昆蟲比它們的史前祖先小得多。



億萬年前的石炭紀,巨型昆蟲和節肢動物在地球上很常見。尤其是巨型蜻蜓和三米長的蜈蚣尤為出名。

雖然今天有100多萬種昆蟲,但真正的巨型昆蟲已經不存在了。它們為什麼消失了?



有兩個主要原因。最重要的是氣候環境已經改變了。那些巨型昆蟲和節肢動物出現時,地球的空氣溫暖潮溼,並且含有更多的氧氣。在石炭紀和二疊紀,地球空氣中含有31-35%的氧氣,相比之下,今天空氣中只有21%的氧氣。

氧氣水平對昆蟲和節肢動物尤其重要,因為它們沒有肺。相反,它們依靠空氣流過身體上一系列叫做氣孔直接連接到需要氧氣的組織。



巨型昆蟲和節肢動物消失還有另一個原因。隨著古代恐龍進化出飛行能力,最終成為鳥類,它們通過捕食和競爭來限制昆蟲的大小。



已知最早的鳥始祖鳥大約在1 . 5億年前出現。鳥類比巨型昆蟲更快更敏捷,鳥類限制了昆蟲的體型發展,昆蟲通過進化出更小的體型躲避鳥類的捕食。昆蟲大小的變化是漸進的。這種逐漸的變化與當時鳥類的逐漸進化非常吻合。


軍機處留級大學士


作為五毒之首的蜈蚣一般長度也就在10釐米左右,即便是這樣看上去也會讓人渾身起雞皮疙瘩。世界上最大的蜈蚣是加拉帕格斯巨人蜈蚣,體長可達30釐米!然而加拉帕格斯巨人蜈蚣和地球歷史上的石炭紀額蜈蚣比起來可就差遠了。石炭紀的蜈蚣竟然長到了近3米長。真是太可怕了。

圖示:加拉帕格斯巨人蜈蚣

地球的石炭紀是一個什麼樣的地質時期呢?蜈蚣為何能夠長到接近3米?石炭紀是距今3.55億年前到2.95億年前的一個地質時期。石炭紀是植物生長非常繁盛的時期,因此造成了空氣中的氧氣含量劇增,達到了35%的濃度,比現在高了14個百分點。

石炭紀高濃度的氧氣含量讓那時候的節肢動物的身體得到了充分的發展,體型長到了驚人的地步。不但是蜈蚣長到了嚇人的3米長,還有人頭大小的巨型蜘蛛,翼展將近1米的巨脈蜻蜓,體長達80釐米的蠍子……總之一切昆蟲因為空氣中含氧量的升高,體型都變得非常大。因此石炭紀又被稱為“巨蟲時代”。

圖示:石炭紀巨型蜈蚣

可以想象,如果這些巨型節肢動物出現在今天是有多麼的可怕。不過在石炭紀末期,一場慘烈的大火結束了巨蟲時代。由於幾千萬年來茂盛的植物產生了大量的煤炭埋藏在了森林地下。可能是火山活動點燃了地下的煤層,讓石炭紀時期的森林變成了一片火海,當時極高的氧氣含量又助長了火勢。大火一直燃燒了幾十年,高溫,毒氣和燃燒的煤炭造成了地球上46%的物種滅絕了,這就是石炭紀燃煤事件。

圖示:石炭紀巨脈蜻蜓

石炭紀極高的氧氣含量造就了巨蟲時代,高濃度的氧氣含量又讓石炭紀的大火滅絕了這些巨型節肢動物。真是“成也氧氣、敗也氧氣”從此地球上再也沒有出現過如此巨大的巨型蜈蚣。


我就是兔斯基


這條體型碩大的蜈蚣是在3億年前石炭紀時期出現的巨型節肢動物。那麼,石炭紀是什麼東西?節肢動物又是怎樣的呢?

石炭紀,是距今約3.59億至2.99億年前。它分成兩個時期,早石炭紀(約3.59億年前 - 3.23億年前),晚石炭紀(約3.23億年前 - 2.99億年前),中間持續了6000萬年。石炭紀時期溫暖、溼潤,陸地面積不斷增加,森林面積不斷擴大,沼澤星羅棋佈。由於煤炭主要是在石炭紀形成的,石炭紀也因此而得名。

節肢動物,即節肢動物門下所屬的動物,是動物界中所屬物種最多、分佈最廣、數量最大的一個門類,包括我們熟知的蝦、蟹、蚊、蠅、蝴蝶、蜘蛛、蜈蚣及已經滅絕的三葉蟲都屬於節肢動物。節肢動物的主要特證:

1、 身體左右對稱。

2、 身體可分為頭、胸、腹3節,但也可能頭部和胸部合為頭胸部,或者胸部和腹部合為軀幹部。

3、 附肢分節。這是節肢動物名稱由來的原因。

4、 身體表面有幾丁質組成的外骨骼,用於保護身體。但外骨骼一旦分泌完成後便不能繼續擴大,所以它們成長必須經歷蛻殼的階段,通俗講就是將舊的外殼脫掉換上新的外殼。

5、 強勁有力的骨骼肌。節肢動物以外的無脊椎動物的肌肉都是平滑肌,平滑肌收縮速度慢,要幾秒鐘才能動一下(比如我們的內臟),而節肢動物的肌肉是骨骼肌,一秒能動好幾下(比如我們的四肢)。所以當它們的肌肉迅速而有力的收縮時,會牽動外骨骼,從而產生快速反應的能力。

節肢動物門下可分5個亞門:三葉蟲亞門、螯肢亞門(蜘蛛、蠍子)、甲殼亞門(蝦、蟹)、六足亞門(昆蟲)、多足亞門(蜈蚣、馬陸)。

上面所說的巨型蜈蚣,其實是節胸蜈蚣,是史前倍足綱動物。它們跟蜈蚣的親緣關係可以說是非常疏遠,因為蜈蚣屬於節肢動物門—多足亞門—唇足綱,而節胸蜈蚣屬於節肢動物門—多足亞門—倍足綱。所以,節胸蜈蚣跟馬陸的親緣關係及比較近。節胸屬動物的體型範圍在0.3米至2.3米間,寬度則可達50釐米。它們生存於距今3億4000萬至2億8000萬年前的石炭紀晚期,分佈在北美洲及蘇格蘭,是已知陸地上最大型的無脊椎動物。在節胸蜈蚣的腸道內殘留物和糞便的化石標本中曾發現蕨類孢子和石松門植物的殘骸,科學家普遍認為它是植食性的。

巨型昆蟲為什麼是在石炭紀出現?

昆蟲登陸可以追溯至約4億年前的泥盆紀早期,然而這些節肢動物為什麼會在石炭紀時期進化得如此之大呢?原因可能和當時的大氣中氧氣含量異常豐富有關。

在距今4.1億年的志留紀晚期,陸生植物中的裸蕨植物首次出現在陸地上,植物終於從水中開始向陸地發展,這是生物演化非常重大的一次事件。同時伴隨陸生植物的發展,還出現了最早的昆蟲和蛛形類節肢動物。儘管蕨類和昆蟲都已經可以在陸地上的生活,但是始終是有些水土不服,未能完全適應。時間進入到泥盆紀,裸蕨類植物和早期登陸的節肢動物還在適應著,然而它們堅信堅持才能看到希望,堅持才可能獲得勝利。就在它們努力著尋找出路的時候,陸地上第一次的生物輻射適應事件出現了,就這樣悄然無聲之間生物遍佈了陸地和淡水的大部分區域。正是由於這一次的生物輻射事件,使動物開始真正適應了陸地的發展。隨著植物的瘋狂生長,它們不斷形成超大規模的蕨類森林,為陸地上的動物提供了極其理想的生存環境,同時因為森林遍佈而使氧氣的含量不斷的上升,在石炭紀時,氧氣含量更是達到了地球史上最高,佔大氣總含量的35%。

節肢動物在登陸前由於在海里生活,它們用鰓呼吸,然而在它們登陸以後為了適應陸地的生活,必須要改變自己的呼吸系統。它們把本來從水中攝取溶解氧的鰓封閉起來並逐漸形成可以呼吸空氣的肺,這樣它們就進化出適應陸地生活的呼吸系統。但是這樣的呼吸系統並不能滿足它們,為了更好的獲得氧氣,它們演化出氣管,這個微小的氣管遍佈全身,而在身體兩側形成一排細小的氣孔用於氣體的交換,氧氣直接從氣孔進入,經氣管輸送到全身各組織,並排出二氧化碳,這樣無需經過循環系統,大大提升了呼吸的效率。在節肢動物剛登陸的時候,大氣的含氧量大概是15%左右,當它們在低氧的環境下進化出相對高效的呼吸系統後,地球大氣的含氧量突然一下子飆升起來。

相對高效的呼吸系統在大氣含氧量不斷增多的環境下,讓昆蟲維持較大的體型的可能成為了可能。然而昆蟲成長為巨型昆蟲,除了含氧量異常豐富以外,我認為還有一個比較重要的條件就是,體型越大就越能獲得更多的生存空間。

在泥盆紀的生物輻射事件發生以後,生物的數量開始增多,因為生存環境缺少競爭者,它們的數量瘋狂的增長。但是到了石炭紀時代,競爭漸趨激烈,體型大才有利於抵抗捕食者的攻擊和捕食,而體型小的昆蟲比體型大的昆蟲更容易被捕食掉,體型大的昆蟲找體型大的昆蟲交配的成功率也比較高,於是體型大的基因一代代的遺傳下來並不斷的強化,而這一切在背後默默支撐它們巨型身軀的就是異常豐富的氧氣。因為體型越大需要的氧氣就越多,但是巨型昆蟲們的呼吸系統相對來說並不高效,要維持身體龐大的消耗,必須要有大量的氧氣來提供能量。

巨型昆蟲的時代落幕

石炭紀的巨型昆蟲之所以能夠生長到這麼大的一個分量,是跟石炭紀的環境密不可分的。然而一旦環境發生改變,它們也必將遭遇滅頂之災。而在石炭紀的末期就發生了一個導致石炭紀生態環境的重要事件——石炭紀雨林崩潰事件。

在距今約3.05億年前的石炭紀末期,發生了一個小型的滅絕事件,該事件改變了覆蓋歐洲和美洲赤道地區的廣闊的煤炭森林,並可能導致森林分裂、動植物物種變矮變小,以及不久之後的物種滅絕,其中包括受影響最深的昆蟲、兩棲類和爬行類。

在雨林崩潰事件前,即在賓夕法尼亞紀中後期,曾發生過一次短暫而激烈的冰河時期,氣候有溫暖潮溼變得非常冷非常乾燥,海平面因此下降率100米左右,冰川覆蓋了岡瓦納大陸南部的大部分地區。而寒冷乾燥的氣候環境不利於動植物的生長。雨林不斷縮小,並只能限制在潮溼的地方,土地大量荒漠化,大氣含氧量由此急劇下降到15%左右,於是節胸、巨脈蜻蜓等巨型昆蟲也逐漸走向了衰落。

進入二疊紀以後,大量比較耐旱的裸子植物取代了原來的蕨類植物,同時爬行動物中演化出植食性的爬行類物種,由於受到植食性動物的控制,植物再無法瘋狂生長,大氣中的含氧量也就穩定下來,而此時相對較低的含氧量也不足以為巨型昆蟲提供足夠的氧氣,巨型昆蟲也就無法維持龐大的身體。另外,爬行動物中的雜食性爬行類的出現,為巨型昆蟲帶來了致命的打擊,因為巨大的身軀並不能抵擋雜食性爬行動物的攻擊,相反,巨大的體型更容易讓自己成為了爬行動物的捕食目標。

於是,巨型昆蟲的時代在多方的壓力下最終落下了帷幕,並從此沒有再次登臺的機會。


餘一刀


答:石炭紀指的是距今2.86億到3.6億年前的一段時期,該時期被稱作“巨蟲時代”,有長達2米的“千足蟲(馬陸)”,翼展1米的蜻蜓,這些昆蟲得益於當時豐富的含氧量(高達35%)。


在3.5億年前,地球生物剛剛經歷了泥盆紀,裸子植物和蕨類植物瘋狂崛起,那時候陸生動物並不多,於是在泥盆紀的5000萬年間,地球大氣的含氧量急劇上升,進入石炭紀後,大氣含氧量達到了地球歷史的最高值,平均濃度35%(現階段是21%)。

含氧量的增加,造就了地球上獨一無二的“巨蟲時代”,因為絕大部分節肢動物沒有呼吸用的肺,它們直接通過氣管或者外表交換氣體(原始節肢動物靠外表),所以節肢動物的呼吸效率很大程度上與環境氧濃度有關。


在含氧量較高時,節肢動物的呼吸效率增加,就可以支持更大的體型,更大的體型意味著在同類或者異類的競爭中佔據優勢,於是石炭紀的節肢動物無一例外地都向著更大的體型進化。

在出土的化石中,有長2米的馬陸,翼展1米的蜻蜓,長0.7米的蠍子;這一時期還誕生了有史以來最大的節肢動物——萊茵耶克爾鱟,長度超過2.5米。

想象人類要是生活在這樣的世界裡,那將是多麼恐怖的事,由於節肢動物很少以活著的植物為食,它們更擅長吃死去的動植物碎屑,導致很多植物死去後還沒有徹底分解就被掩埋,給煤炭的形成創造了條件,目前地球上70%的煤炭都形成於這一時期,石炭紀的名字也因此而來。


在石炭紀末期,爬行動物進化出羊膜卵,讓爬行動物可以在陸地上繁殖,爬行動物的陸地生存能力大大增加。

與此同時,部分爬行動物開始以植物為食,逐漸改變了地球上的生態關係,植物的擴張開始受動物的影響,大氣中的含氧量逐漸降低,節肢動物不再具有優勢,巨蟲時代宣告終結,以肺呼吸的爬行動物迎來黎明,將主宰接下來的2億多年。


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石炭紀在距今大約三億年左右,因為地質學家通過化石發現在這一時代出現了非常巨大的爬行動物,因此石炭紀又被稱為巨蟲時代,這裡有翅展達1米多的蜻蜓,長度達3米的馬陸(千腳蟲)隨處可見。



科學家推測出現巨型昆蟲的原因跟大氣中的氧氣含量有關,由於在石炭紀的前一階段泥盆紀主要是各種裸子植物佔據主要地位,其他動物很少,所以在石炭紀時期氧氣已經積累到35%左右。
高濃度的氧氣含量對於用肺呼吸的哺乳動物是難以接受的,但是對於昆蟲類卻沒有任何不利影響,昆蟲的呼吸系統可以維持更大的體型,說句不太嚴謹的話:只要氧氣含量足夠高昆蟲的體型就會足夠大。

石炭紀的名字其實也是有含義的,科學家認為地球上的煤炭石油資源大多數起源於石炭紀,由於當時地球上的動植物較多,同時氧氣含量又極高,自燃現象時有發生,這樣的多發性大火也可能是導致石炭紀過後氧氣含量大降的原因。



三米長的巨大蜈蚣很可怕,那麼三米長的小龍蝦還可怕嗎?



科學黑洞


蜈蚣又稱百足蟲,現在人們看到的蜈蚣通常只有9~17cm。然而在3.55億年前~2.95億年前的石炭紀時代,蜈蚣長達3米,就像一架樓梯;蜘蛛有人頭那麼大;蜻蜓大得像老鷹…


為什麼石炭紀會出現身長3米的巨型蜈蚣?

石炭紀時代又稱“巨蟲時代”,處於古生代第五紀。3.55億年~2.95億年前的石炭紀正處於造山時期,北方古大陸溫暖潮溼,南方岡瓦那大陸冰川覆蓋。北方陸地擴張,氣溫適宜,森林植被大面積增加,氧氣含量劇增,為生物的繁衍進化提供了充足的條件。這時脊椎動物達到了空前絕後的進化飛躍,逐漸從水生動物進化為兩棲動物或陸生動物。水生動物多數是體型龐大,最經典是北美賓夕法尼亞的林蜥;還有當時的蜻蜓兩翅可達74cm,就像一架小型直升機;還有3米長的巨型蜈蚣…


綜上所述,石炭紀會出現3米長蜈蚣等巨型動物個人認為大致有以下兩大原因:

  1. 石炭紀的造山運動讓植物面積得以迅速擴張,由於光合作用,向大氣層釋放大量氧氣。據資料記載,當時的氧氣含量高達45%,地球大氣層將近一半是氧氣了,簡直是個天然大氧吧。此時動物們是最快樂的,它們憑藉豐足的氧氣毫無拘束的生長著,進化著,跳躍著…最後出現了3米長的巨型蜈蚣,人頭大的蜘蛛,老鷹一樣的蜻蜓…那些可怕的巨型昆蟲和爬行動物;
  2. 石炭紀時代是水生動物向兩棲動物進化的轉換期,它們仍然保留著水生動物的龐大體型。典型的蜻蜓就有明顯的轉換特徵,蜈蚣就具有喜潮溼與空氣流通的環境中生活。
石炭紀時代的巨型蜈蚣可以說是掠食霸主,就是兇猛的老虎🐯和獅子都常成為它的盤中餐。

由於大面積的森林形成了足夠的煤炭,一旦發生自燃現象就會快速變成火海,最後導致石炭紀的生物大量滅絕。為以後的霸主恐龍騰出了空間。


弄潮科學


在生命漫長的進化史上,有一個時期的動物以大型動物為主,這就是石炭紀。那麼,為什麼石炭紀的生物大都以大型的動物為主呢?我們一起來看一下這個有意思的問題。

石炭紀

石炭紀是古生代的第五個紀。而古生代顧名思義就是遠古生物的時代,這個時代從寒武紀(約從5億4000萬年)開始,歷經奧陶紀、志留紀、泥盆紀、石炭紀,一直到二疊紀(持續時間約從3億年前到2.5億年前)。也就是說整個古生代一共大約持續了約3億年。


從寒武紀生命大爆發開始,生命開始呈現多樣性,到了奧陶紀原始的脊椎動物開始出現,經過了志留紀的發展期,到了泥盆紀,在海西運動的作用下,許多的海面下降變成了陸地。為石炭紀生物的發育提供了先決條件。

石炭紀始於距今約3億6000萬年前,直到距今約2億8000萬年。整個時期持續了約8000萬年左右。

其實,我們現在對“紀”的劃分是有依據的,我們大都是根據每個時期不同的地質環境來命名的。比如石炭紀就是因為其地下蘊含了大量的煤炭才得名的。

(石炭紀復原圖)

石炭紀的生物

石炭紀最旺盛的生物就是植物。而在所有的植物中,最具代表性的就是蕨類植物了。由於石炭紀植物繁多,再加上石炭紀的地殼運動一直比較的劇烈,因此許多植物被深埋地下,為現在的煤礦資源的形成提供了先決條件。

由於陸地上有著大量的植被,因此相對來說,整個石炭紀的氣候都表現的比較的溫暖、溼潤、氧氣含量較高,這為動物的繁殖提供了便利的條件。

在石炭紀的初期,動物大部分都是海生的無脊椎動物,到了中期脊椎動物開始發力,到了石炭紀晚期,脊椎動物完成了一次質的飛躍,它們從海中進化到了陸地上,比如林蜥。

與此同時,在茂密的蕨類森林中,昆蟲類正在悄悄的崛起,其中最具代表性的就是蟑螂類和蜻蜓類昆蟲,從現已發現的化石看,當時的蜻蜓的翼展超過了70公分,而當時的巨型蜘蛛也在30公分以上。

在石炭紀的晚期,最具代表性的大型動物還是一種節肢門動物,它就是題主所說的巨型蜈蚣。但是這種大型的節肢門動物並不叫蜈蚣,而是叫巨型馬陸。巨型馬陸的體長在3米左右,全身都被鎧甲一樣的硬殼包裹著。

(林蜥)

(巨型蜻蜓)

(巨型馬陸)

為什麼石炭紀的動物體型都很大?

為什麼石炭紀的動物體型都很大呢?我認為有兩個原因。

01 氧氣

經過現在科學的研究發現,一個時期的動物體型大小與當時空氣中氧氣的含量有著直接的關係。氧氣含量越高,動物的體型越大。

而石炭紀由於被大量的蕨類植被覆蓋,植物的光合作用帶走了大量的二氧化碳,釋放的氧氣把空氣中氧氣的含量空前的提高。

美國科學家曾經對海洋原始沉積中的元素進行過分析,以此來推斷不同時期氧氣的含量,經過研究發現,大約在距今3億年前,也就是石炭紀的後期,氧氣的含量突然從百分之二十提高到了百分之三十。

這真是石炭紀後期昆蟲以及節肢們動物體型偏大的一個重要的因素。

02 食物

有了充足甚至異於其他時期的氧氣含量,生物們開始變大,而變大的同時需要更多的食物。而石炭紀的自然條件正好為這些生物的生長提供了源源不斷的能量。

(石炭紀大型動物圖)

綜上,石炭紀是因為其特殊的地理環境和氣候環境才造就了許多大型的遠古生物。最主要的原因還是當時高於其他時期太多的氧氣含量。這才是石炭紀動物變大的主要原因。

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獵奇動物社


距今3.6億到3億年前的古生代石炭紀,在地質史上被稱為“巨蟲時代”,孕育出了一大批巨型節肢動物。其中就包括大家所熟知的“巨型蜈蚣”。

石炭紀巨蟲的輝煌

所謂的“巨型蜈蚣”,其實叫做節胸,屬於節肢門—多足亞門—倍足綱,而蜈蚣屬於節肢門—多足亞門—唇足綱,它們都不屬於一個綱的,親緣關係相當遠了。舉例來說的話,它們之間就類似於人類和魚的關係。

因此,節胸不是什麼巨型蜈蚣,它和馬陸同屬一綱,可以認為它們是一類古馬陸。節胸有大有小,小的種類只有幾釐米,大的種類有2.4米,半米寬。後者是根據在新墨西哥發現的足跡化石推斷的,這隻巨型節胸的腳印就像兩道平行的輪胎痕跡。巨型節胸是有史以來最大的陸生節肢動物。

巨型節胸雖然很大,但並不可怕。因為從化石看它們並沒有強大的口器,無法進行捕食,腸道內容物和糞便化石也表明了它們是一種以植物碎屑為食的食腐動物。

石炭紀同時生活著巨型昆蟲,當時已經出現的有翼昆蟲有蜻蜓和蟑螂,其他類群尚未出現。巨脈蜻蜓翼展有74釐米寬,它們就是石炭紀的老鷹,在空中盤旋,以其他節肢動物為食。

石炭紀巨型蜘蛛的傳說,源自1980年在阿根廷發現的一個化石,這個化石呈現出了一個體長40釐米、腿寬50釐米的大型蜘蛛。然而,2005年,曼徹斯特大學的蜘蛛專家保羅·賽爾登重新檢查了這個化石,他發現這根本不是蜘蛛,而是一隻帶有硬殼的海蠍(板足鱟)。截至目前,蜘蛛體型紀錄的保持者仍然是1965年在委內瑞拉發現的巨型食鳥蛛,石炭紀尚未發現比現代蜘蛛更大的種類。

有史以來最大的節肢動物:耶克爾鱟(海蠍)化石

石炭紀時期陸地上確實有巨型蛛形綱動物,不過不是蜘蛛,而是蠍子。肺蠍長達70釐米,在當時是可怕的殺手,其毒刺足以放倒一些四足動物了。

石炭紀為什麼能成為“巨蟲時代”?

石炭紀成為巨蟲時代,和當時的富氧環境有直接關係。當時的情況是,蕨類和裸子植物已經在陸地上繁盛,出現了大片的熱帶雨林,但是卻沒有以活的植物為食的動物,節肢動物只能吃死去的植物碎屑。再加上石炭紀的氣候溫暖、溼潤,有利於蕨類植物大面積蔓延,它們通過光合作用消耗二氧化碳,釋放出氧氣,大氣中的氧氣含量就越來越高了。

石炭紀的熱帶雨林景觀

節肢動物在海里本來是用鰓呼吸的,它們登陸之後就換了一套呼吸系統。昆蟲的外骨骼上佈滿了微小的氣管,可以將氧氣直接輸送到組織內部,而無需經過循環系統。這種體表擴散型的呼吸,對於小型動物來說特別高效。因為越小的動物,其表面積/體積比就越大。因此,正如我們看到的,昆蟲大多是一些小不點。

但石炭紀的環境與今天不同,當時的大氣中氧氣濃度特別的高,達到了35%,是地球有史以來氧氣濃度的巔峰期,今天只有21%。這麼高的氧氣濃度足以供養昆蟲走向大型化。

另外,當時,沒有植食性動物,只有捕食者和食腐動物。各類節肢動物成功地利用當時的富氧環境,展開了一場比體型的生存競賽,長得大就可以吃掉對方,而長得小的只能被對方吃掉,只有那些長得足夠大的才能留下後代,並把自己的個子大的基因遺傳給下一代。這樣經過石炭紀幾千萬年的演化,各類節肢動物就紛紛變得越來越大了。

“巨蟲時代”是如何終結的?

距今3億年前的石炭紀末期,發生了一次大規模的冰川運動,岡瓦納大陸的南部為冰川所覆蓋,海平面下降了100米。地球環境由溫暖、潮溼轉為炎熱、乾燥。大片熱帶雨林因不適應新的環境而紛紛消亡,這就是石炭紀末雨林崩潰事件。

石炭紀的石松化石

由於熱帶雨林崩潰,大氣中氧氣濃度在石炭紀之後的二疊紀急劇下降,從35%下降到15%,這個氧氣濃度已經無法供養這些巨蟲了,於是巨型節肢動物就走向了滅絕,只有那些小型化的種類活了下來。

節肢動物是動物界的登陸先鋒,它們在4.5億年前的奧陶紀晚期就開始登陸了。到3.7億年前的泥盆紀晚期,四足動物也開始了登陸之旅。石炭紀中後期兩棲動物和巨型節肢動物在陸地上共同繁盛,原始的爬行動物出現。

石炭紀:巨蟲和兩棲動物共存

爬行動物適應和改造環境的能力比巨蟲和兩棲動物更強,石炭紀以後地球就進入了長達2.3億年的爬行動物時代。爬行動物出現了很多植食性種類,從此動物和植物的關係徹底改變了,動物控制著植物,使植物無法無序蔓延,大氣中氧氣濃度受到了控制,從此以後,地球再也沒有出現過石炭紀那種富氧環境。

與此同時,在爬行動物的主宰下,體型大的節肢動物不再是優勢,反而是累贅,體型越大就越容易被食蟲性的四足動物發現並捕食,留下後代的幾率反而越小。於是,節肢動物就此走向了小型化,並繁衍至今。巨蟲的時代一去不復返了,我們今天只能從化石記錄中感嘆它們曾經的輝煌。

二疊紀:爬行動物時代來臨

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首先就目前的考古研究來看,石炭紀的氧氣含量是地球有史以來最高的,當時氧氣的佔比達到了驚人的45%(今天21%),那麼石炭紀的氧氣含量之所以如此之大,是因為當時的真菌無法分解木質素,於是植物在吸收二氧化碳的時候,就將大量的碳鎖在自己體內,無法和外界進行交互。

那麼當空氣中的氧氣越來越多的時候,一些動物也慢慢發生了進化,它們的體型越來越大,最後就出現了像巨型蜈蚣,巨型蜻蜓等一些史前生物,這些巨大昆蟲憑藉著龐大的體型,以及較快的移動速度,一度成為當時自然界的霸主,但這些巨型昆蟲也不是無敵的,因為當時有一些爬行動物已經出現了,這些爬行動物的體型甚至比它們還大。

另外由於植物體內聚集了大量的碳,這些植物死亡的時候,就會在地表形成厚厚的碳層,這些碳層最後就形成了煤炭,但煤炭的出現卻導致了一連串的連鎖反應,地球的地殼在不斷運動的過程中,地幔產生高溫點燃了地下的煤炭,這些燃燒的煤炭最終蔓延到地面,並且點燃了地表存在的植被。

由於空氣中的氧氣含量很高,大火在極短的時間之內,覆蓋了地面50%以上的區域,大量的可燃物燃燒不僅產生了致命的毒氣,還讓許多的動物無食物可吃,於是物種大滅絕就出現了。

那麼在此次的災難當中,節肢動物受到毀滅性的打擊,它們幾乎全都滅絕了,而爬行動物雖然也受到重創,但卻奇蹟般的活了下來,最終爬行動物的後裔恐龍橫空出世,成為下一個時代的霸主....


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